专利名称：自供电智能电力电流变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬挂于高压电力线上的电流变送器，该变送器采集电力线上的电流数据，通过光纤传送到地面的数据采集中心。
背景技术：
在输配电的高压线路上，需要随时检测电流的相位幅值和瞬态值。现在的检测方法是采用互感器原理的电流采集方式，也有采用霍尔效应原理采集电流的方式。这几个方式有它的缺陷，利用互感器方式的电流检测方式，对互感器副边的检测线圈的耐压要求较高，同时由于矽钢片涡流效应和磁滞效应，会造成互感器副边线圈信号电压的相位有滞后。当利用霍尔效应传感器方式时，由于霍尔效应在电流产生的磁场较强时才能检测到信号，需要利用铁氧体磁环增加磁场强度。若没有铁氧体磁环增磁，利用霍尔效应传感器的电流检测方式则在电流交变过零点无法准确检测到电流大小。
发明内容
本实用新型目的是克服现有的电力电流变送器的不足，提出一种可以直接悬挂于电力线上的电力电流变送器，尤其是自供电智能电力电流变送器，此结构的电力电流变送器安装方便，安装操作时对正常供电无影响，且变送器的电位随电力线路电压浮动，经过光纤隔离，数据传送不受周围强电磁场的干扰，地面数据中心采集电流数据较安全，智能化程度较高。
本实用新型的技术方案是自供电智能电力电流变送器，变送器直接悬挂于电力线上，由霍尔效应和磁电阻效应两种传感器结合来采集电流数据，在变送器的一端放置感应线圈，在变送器的另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，霍尔效应传感器输出信号和磁电阻效应传感器输出信号连接放大电路和模数转换电路，模数转换电路输出对应电流的幅值相位和瞬时值数据。感应线圈或另设有线圈，其输出连接整流稳压电源电路。在与所述电流幅值相位和瞬时值对应模数转换电路输出端设有光电转换器件。送器一端放置感应线圈，另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，中间用连接杆连接。连接杆的长度可以调节。
1、在变送器的一端放置感应线圈，当电力线电流交变时，电力线周围空间的磁场会发生交变，放置在电力线旁边的感应线圈会感应出交变电压，将交变电压整流稳压，提供给变送器电路。
2、在变送器的另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，霍尔效应传感器输出信号经过放大比较得到方波信号，是电流的方向信号，磁电阻效应传感器输出信号经过放大，输出到模数转换电路中，得到电流瞬时值的绝对值，对这些数据进行处理，得到电流的幅值相位和瞬时值数据。
3、可以将得到的电流幅值相位和瞬时值数据进行光电转换，然后通过光纤传送到外部数据中心。
4、变送器一端放置感应线圈，另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，中间用连接杆连接。根据使感应线圈的感应电流所产生的磁场影响在允许的误差范围内的原则确定连接杆的长度。连接杆的长度可以调节。
5、变送器上部通过绝缘构件悬挂于电力线上，根据电力线电流容量决定悬挂距离。
图1为本实用新型所使用的磁电阻效应传感器和磁场的关系曲线图2为霍尔效应传感器输出电压随磁场变化的特性曲线图3是霍尔效应传感器输出信号放大比较处理后波形图图4是本实用新型的总体结构示意图。
图5是本实用新型的电路示意图。
图4是本实用新型的总体结构图中。其中1为高压输电线、2为悬挂钩元件、3为感应线圈、4为整流电路、5为连接杆、6为电源线、7为霍尔效应传感器、8为磁电阻效应传感器、9为放大比较电路和数据处理电路、10为电源滤波器、11为光纤转换接头元件12为光纤。
具体实施方式
在本实用新型中，采用了新颖的电流检测方法，即利用霍尔效应和磁电阻效应两种传感器来采集电流数据的方式，利用霍尔效应传感器得到电力线电流方向信号，利用磁电阻效应传感器采集电流大小信号，再经过模数转换，数据处理后得出电力线电流相位和幅值数据以及瞬时电流数据。下面对此方案进行详细说明磁电阻效应传感器是一种电阻值会随磁场变化而变化的两端元件，磁阻元件对磁场非常敏感，所以检测时不需要对电流产生的磁场进行聚磁。磁电阻效应传感器和磁场的关系为抛物线的变化关系，如图1所示，因此磁电阻不能够检测磁场的极性，也就不能确定电流的方向。
霍尔效应传感器是利用霍尔效应，输出电压随磁场变化的特性曲线如图2所示，霍尔效应传感器的线性范围较大，对磁场的灵敏度较低，常常使用铁氧体磁环或铁心圆环，使电流所产生的磁场增加，而增加铁氧体磁环或铁心圆环，又会有残余磁性，并且涡流效应又使输出相位产生偏移。霍尔效应传感器在没有放置体养体磁环或铁心圆环时，只能检测分辨交变磁场峰值时的波形。
本实用新型采用无铁心方案，利用霍尔效应传感器只检测交流电流峰值时所产生的磁场极性，每一交变周期瞬时的电流磁场数据由磁电阻效应传感器检测，这样可以得到高灵敏度的电流数据。图3是霍尔效应传感器输出信号放大比较处理后波形图(Vh)和磁电阻效应传感器输出信号放大处理后波形图(Vr)，i是输电线电流波形。
图5是本实用新型的电路示意图。在图中电源电路部分，整流电路将感应线圈产生的电压整流稳压后产生5伏电源。检测电路部分将霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器的信号放大，送入CPU或DSP中进行处理，经过光纤接头转换进行输出。
在图4中，磁电阻效应传感器8与输电线1的距离影响传感器的输出，变送器上部设有可调整悬挂与输电线的间隙的悬挂构件。调整合适的悬挂与输电线的间隙。
感应线圈与霍尔效应传感器之间设有可调节长度的连接杆。
采用惠斯登电桥的方式，通过检测磁场的梯度变化的方法来消除磁电阻效应传感器的温度漂移。
磁电阻效应传感器输出与磁场是抛物线关系，如图1所示，CPU或者DSP智能芯片在数据处理时进行补偿。
磁电阻效应传感器选用灵敏度高的巨磁电阻(GMR)传感器超巨磁电阻(CMR)传感器或者特异磁电阻(EMR)传感器。如在单晶硅基底上制备一层N型或P型巨磁阻薄膜；锌铁氧体巨磁电阻。掺Mn的GaAa材料磁电阻等等。
权利要求1.一种自供电智能电力电流变送器，其特征是变送器直接悬挂于电力线上，由霍尔效应和磁电阻效应两种传感器结合来采集电流数据，在变送器的一端放置感应线圈，在变送器的另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，霍尔效应传感器输出信号和磁电阻效应传感器输出信号连接放大电路和模数转换电路，模数转换电路输出对应电流的幅值相位和瞬时值数据。
2.由权利要求1所述的自供电智能电力电流变送器，其特征是感应线圈或另设有线圈，其输出连接整流稳压电源电路。
3.由权利要求1所述的自供电智能电力电流变送器，其特征是在与所述电流幅值相位和瞬时值对应模数转换电路输出端设有光电转换器件。
4.由权利要求1所述的自供电智能电力电流变送器，其特征是变送器一端放置感应线圈，另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，中间用可调长度的连接杆连接。
5.由权利要求1所述的自供电智能电力电流变送器，其特征是变送器上部设有可调整悬挂与输电线的间隙的悬挂构件。
专利摘要本实用新型涉及一种自供电智能电力电流变送器，变送器直接悬挂于电力线上，由霍尔效应和磁电阻效应两种传感器结合来采集电流数据，在变送器的一端放置感应线圈，在变送器的另一端放置霍尔效应传感器和磁电阻效应传感器，霍尔效应传感器输出信号和磁电阻效应传感器输出信号连接放大电路和模数转换电路，模数转换电路输出对应电流的幅值相位和瞬时值数据。电力电流变送器可以直接悬挂于电力线上，安装非常方便，对正常供电无影响，智能化程度较高。变送器的电位随电力线路电压浮动，可经过光纤隔离，数据传送不受周围强电磁场的干扰，地面数据中心采集电流数据较安全。
文档编号G01R15/14GK2793733SQ20052007226
公开日2006年7月5日 申请日期2005年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者綦学尧, 金勇 申请人:南京南瑞继保电气有限公司